JP5012602B2 - Tubular laminated structure - Google Patents
Tubular laminated structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP5012602B2 JP5012602B2 JP2008070950A JP2008070950A JP5012602B2 JP 5012602 B2 JP5012602 B2 JP 5012602B2 JP 2008070950 A JP2008070950 A JP 2008070950A JP 2008070950 A JP2008070950 A JP 2008070950A JP 5012602 B2 JP5012602 B2 JP 5012602B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laminated structure
- tubular laminated
- reinforcing fiber
- tubular
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
本発明は、液晶表示装置や半導体製造工程などにおいて、液晶基板や透明ガラス基板などの基板を搬送する際に用いられるロボットや搬送装置の一部として、被搬送体を支持するための管状積層構造体に関する。 The present invention relates to a tubular laminated structure for supporting a transported body as a part of a robot or a transport device used when transporting a substrate such as a liquid crystal substrate or a transparent glass substrate in a liquid crystal display device or a semiconductor manufacturing process. About the body.
液晶表示装置や半導体製造工程においては、液晶基板や透明ガラス基板などの基板を加工する際に、ロボットや搬送装置を用いて搬送することが行われている。基板を搬送する際に、基板を支持する部材としてフォーク状の複数の構造体が使用されるが、従来はアルミによる構造が一般的であった。近年は基板の大型化に伴い、フォーク状構造体の長尺化が進むとともに、基板を収納するカセッテに多数の基板を収納して生産効率を向上させる目的から、フォーク状構造体の自重たわみおよび基板を支持した際の基板重量による荷重たわみを低減したいという要求が大きい。そこで、従来のアルミに替わって繊維強化プラスチック(以下、「FRP」と呼称する場合がある)、中でも比強度、比弾性率の大きな炭素繊維強化プラスチック(以下、「CFRP」と呼称する場合がある)を用いて、フォーク状構造体を製作することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。これによれば、繊維強化プラスチックを用いることで、たわみを低減させるのに十分な軽量性、強度、剛性を備えたフォーク状構造体を得ることができる。 In a liquid crystal display device or a semiconductor manufacturing process, when a substrate such as a liquid crystal substrate or a transparent glass substrate is processed, the substrate is transferred using a robot or a transfer device. When a substrate is transported, a plurality of fork-like structures are used as members for supporting the substrate. Conventionally, a structure made of aluminum has been generally used. In recent years, along with the increase in size of substrates, the length of fork-like structures has increased, and for the purpose of storing a large number of substrates in a cassette that accommodates substrates to improve production efficiency, There is a great demand for reducing the load deflection due to the weight of the substrate when the substrate is supported. Therefore, in place of conventional aluminum, fiber reinforced plastic (hereinafter sometimes referred to as “FRP”), in particular, carbon fiber reinforced plastic having a large specific strength and specific elastic modulus (hereinafter referred to as “CFRP”) may be used. It has been proposed to produce a fork-like structure using (see, for example, Patent Document 1). According to this, by using the fiber reinforced plastic, it is possible to obtain a fork-like structure having lightness, strength and rigidity sufficient to reduce the deflection.
その一方、フォーク状構造体には制振性が必要である。これはフォーク状構造体の振動が完全に収まっていない状態では、ロボットや搬送装置が基板を取りに行けないことや、搬送中の基板をカセッテに収納できないことが問題となるが、制振性を向上させることによって、待ち時間が減少し、実質的に搬送に要する時間の短縮化を図ることが可能となる。また、制振性を向上させることによって、ロボットや搬送装置が停止した際に、ロボットや搬送装置に取り付けられたセンサの位置検出などを応答よく行うことが可能となる。例えば、制振性を向上させるために、炭素繊維積層材の層間の少なくとも一部に粘弾性プラスチックフィルムを介在させる構造体が提案されているが(例えば、特許文献2参照)、フォーク状構造体として一般的に使用される管状構造体においては、外殻を形成する炭素繊維積層材層間の粘弾性プラスチックに十分なせん断変形が生じず、制振性を向上させるには限界がある。
本発明の目的は、かかる従来技術の現状に鑑み、FRPやCFRPを用いたフォーク部材の軽量性、高強度や高剛性の利点を維持しながら制振性を向上させる構造、特に従来は十分な制振性を得られにくい管状構造において顕著な制振性向上が可能な管状積層構造体を提供することにある。 In view of the current state of the prior art, an object of the present invention is a structure that improves vibration damping while maintaining the advantages of light weight, high strength, and high rigidity of a fork member using FRP or CFRP, and in particular, the conventional method is sufficient. An object of the present invention is to provide a tubular laminated structure capable of remarkably improving vibration damping in a tubular structure in which vibration damping is difficult to obtain.
上記目的を達成するために本発明によれば次の手段を採用するものである。すなわち、
(1)管状積層構造体であって、部分的に不連続な強化繊維が一方向に引き揃えられた強化繊維層を少なくとも2層以上含む繊維強化プラスチックから構成され、前記繊維強化プラスチックよりも損失係数が大きい粘弾性部材層が、前記強化繊維層間のうち少なくとも1箇所の層間の一部に、前記強化繊維の末端部の少なくとも一部と接するよう配置されたことを特徴とする管状積層構造体。
(2)前記部分的に不連続な強化繊維が、6〜500mmの範囲の長さであってかつ管状積層構造体の全長の1/4を超えない長さを有する強化繊維であることを特徴とする、(1)に記載の管状積層構造体。
(3)前記部分的に不連続な強化繊維が一方向に引き揃えられた強化繊維層において、強化繊維の末端部が、隣り合う強化繊維同士で連続的に配置された境界線状をなし、該境界線の長さが、5〜100mmの範囲内でありかつ管状積層構造体の最大外周長の1/3を超えないことを特徴とする(1)または(2)に記載の管状積層構造体。
(4)前記境界線が、強化繊維の繊維長方向に対して30°から150°の範囲の角度にある直線状をなすことを特徴とする(3)に記載の管状積層構造体。
(5)前記部分的に不連続な強化繊維が一方向に引き揃えられた強化繊維層において、管状積層構造体を強化繊維層の厚み方向に投影した際に、複数の強化繊維層の境界線同士が少なくとも1箇所は互いに重ならないように配置されていることを特徴とする(3)または(4)に記載の管状積層構造体。
(6)前記部分的に不連続な強化繊維が一方向に引き揃えられた強化繊維層において、管状積層構造体を強化繊維層の厚み方向に投影した際に、複数の強化繊維層の境界線同士が少なくとも1箇所は交差しないように配置されていることを特徴とする(3)〜(5)のいずれかに記載の管状積層構造体。
(7)前記管状積層構造体において、管の軸方向に直角な断面の外形形状が、矩形状であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の管状積層構造体。
(8)前記管状積層構造体において、管の軸方向に直角な断面の外形形状が、楕円を含む円形状を含むことを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の管状積層構造体。
(9)前記管状積層構造体の管の軸方向に直角な断面の外周長が、管の軸方向に沿って滑らかに変化する領域を備えることを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載の管状積層構造体。
(10)前記管状積層構造体を構成する強化繊維の少なくとも50重量%以上が炭素繊維であることを特徴する(1)〜(9)のいずれかに記載の管状積層構造体。
(11)前記繊維強化プラスチックよりも損失係数が大きい粘弾性部材層が熱可塑性樹脂組成物であることを特徴とする(1)〜(10)のいずれかに記載の管状積層構造体。
(12)前記部分的に不連続な強化繊維が一方向に引き揃えられた強化繊維層が、管の軸方向への曲げ変形の中立面と平行で、かつ前記部分的に不連続な強化繊維が一方向に引き揃えられた強化繊維層中に曲げ変形の中立面を含まないことを特徴とする(1)〜(11)のいずれかに記載の管状積層構造体。
(13)被搬送体を片持ち支持で保持する構造によって、搬送装置の一部に使用されることを特徴とする(1)〜(12)のいずれかに記載の管状積層構造体。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means. That is,
(1) A tubular laminated structure, which is composed of a fiber reinforced plastic including at least two or more reinforcing fiber layers in which partially discontinuous reinforcing fibers are aligned in one direction, and is more lossy than the fiber reinforced plastic. A tubular laminated structure characterized in that a viscoelastic member layer having a large coefficient is disposed in a part of at least one of the reinforcing fiber layers so as to be in contact with at least a part of the end part of the reinforcing fiber. .
(2) The partially discontinuous reinforcing fiber is a reinforcing fiber having a length in the range of 6 to 500 mm and not exceeding 1/4 of the total length of the tubular laminated structure. The tubular laminated structure according to (1).
(3) In the reinforcing fiber layer in which the partially discontinuous reinforcing fibers are aligned in one direction, a terminal portion of the reinforcing fibers has a boundary line shape continuously arranged between adjacent reinforcing fibers, The length of the boundary line is in the range of 5 to 100 mm and does not exceed 1/3 of the maximum outer peripheral length of the tubular laminated structure, (1) or (2) body.
(4) The tubular laminated structure according to (3), wherein the boundary line forms a straight line having an angle in a range of 30 ° to 150 ° with respect to the fiber length direction of the reinforcing fiber.
(5) In the reinforcing fiber layer in which the partially discontinuous reinforcing fibers are aligned in one direction, when the tubular laminated structure is projected in the thickness direction of the reinforcing fiber layer, boundaries between the plurality of reinforcing fiber layers The tubular laminated structure according to (3) or (4), wherein at least one portion is disposed so as not to overlap each other.
(6) When the tubular laminated structure is projected in the thickness direction of the reinforcing fiber layer in the reinforcing fiber layer in which the partially discontinuous reinforcing fibers are aligned in one direction, the boundary lines of the plurality of reinforcing fiber layers The tubular laminated structure according to any one of (3) to (5), wherein the tubular laminated structures are arranged so that at least one portion does not intersect with each other.
(7) The tubular laminated structure according to any one of (1) to (6), wherein the outer shape of the cross section perpendicular to the axial direction of the tube is a rectangular shape.
(8) The tubular laminate structure according to any one of (1) to (6), wherein the outer shape of the cross section perpendicular to the axial direction of the tube includes a circular shape including an ellipse. Structure.
(9) Any one of (1) to (8), wherein an outer peripheral length of a cross section perpendicular to the axial direction of the tube of the tubular laminated structure includes a region that smoothly changes along the axial direction of the tube. A tubular laminated structure according to
(10) The tubular laminated structure according to any one of (1) to (9), wherein at least 50% by weight or more of the reinforcing fibers constituting the tubular laminated structure are carbon fibers.
(11) The tubular laminated structure according to any one of (1) to (10), wherein the viscoelastic member layer having a larger loss coefficient than the fiber reinforced plastic is a thermoplastic resin composition.
(12) The reinforcing fiber layer in which the partially discontinuous reinforcing fibers are aligned in one direction is parallel to the neutral plane of the bending deformation in the axial direction of the tube, and the partially discontinuous reinforcing The tubular laminated structure according to any one of (1) to (11), wherein the reinforcing fiber layer in which fibers are aligned in one direction does not include a neutral surface of bending deformation.
(13) The tubular laminated structure according to any one of (1) to (12), wherein the tubular laminated structure is used for a part of a conveying device by a structure in which the object to be conveyed is held by cantilever support.
本発明による管状積層構造体は、軽量、高剛性に加えて、管状積層構造体として優れた制振性を有している。すなわち、上述のように各層の強化繊維が繊維長方向に所定の間隔で、部分的に不連続となっていることで、管状積層構造体が変形した際に、各層間に配置された粘弾性部材にせん断変形が生じるため、効率良く振動が減衰する。そのため、本発明による管状積層構造体を例えばロボットの構造部材として用いたときには、実質的な搬送時間の短縮化に寄与することが可能となる。 The tubular laminated structure according to the present invention has excellent vibration damping properties as a tubular laminated structure in addition to light weight and high rigidity. That is, as described above, the reinforcing fibers of each layer are partially discontinuous at predetermined intervals in the fiber length direction, so that the viscoelasticity arranged between the layers when the tubular laminated structure is deformed. Since shear deformation occurs in the member, vibration is attenuated efficiently. Therefore, when the tubular laminated structure according to the present invention is used as, for example, a structural member of a robot, it is possible to contribute to a substantial reduction in transport time.
以下に、本発明の好ましい実施態様例について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態である管状積層構造体の断面形状を模式的に表した図であり、図2は、従来技術による代表的な繊維強化プラスチック積層材のみから構成される管状積層構造体の断面形状を示した模式図であり、管状積層構造の外殻が繊維強化プラスチック1からなる中空構造となっている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-sectional shape of a tubular laminated structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a tubular structure composed only of a typical fiber-reinforced plastic laminate according to the prior art. FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-sectional shape of a laminated structure, and the outer shell of the tubular laminated structure has a hollow structure made of fiber reinforced
ここで管状とは、軸方向に直角な方向の断面形状が硬質材料で外殻を形成しており、内部が空洞あるいは気泡を含んだ材料の充填あるいはハニカムなどの低密度材料を充填した構造を意味する。 Here, the term “tubular” refers to a structure in which the cross-sectional shape in a direction perpendicular to the axial direction forms a shell with a hard material, and the inside is filled with a material containing cavities or bubbles or filled with a low-density material such as a honeycomb. means.
本発明による管状積層構造体は、部分的に不連続な強化繊維が一方向に引き揃えられた強化繊維層2、2’を少なくとも2層以上含む繊維強化プラスチック1から構成されることが重要であり、さらに前記繊維強化プラスチックよりも損失係数が大きい粘弾性部材層3が、図3に示すように、前記強化繊維層2、2’間のうち少なくとも1箇所の層間の一部に、前記強化繊維の末端部4の少なくとも一部と接するよう配置されていることが重要である。
It is important that the tubular laminated structure according to the present invention is composed of a fiber reinforced
繊維強化プラスチックの強化繊維層の層間に粘弾性部材層を設けることで、制振性を上げることできる。これは、繊維強化プラスチック部材に曲げモーメントが作用する場合、強化繊維層の各層間にせん断応力が生じるため、層間の粘弾性部材層のせん断変形により効果的に振動を吸収するものである。層間に生じるせん断応力は曲げ変形の中立面において最大、中立面から最も遠い位置で0となる。管状積層構造体の場合、中空形状であるため粘弾性部材層を中立面から遠い位置に配置せざるを得ず、したがって層間に粘弾性部材層を設けても大きな制振性の向上を得ることが困難である。そこで、強化繊維を部分的に分割し、その繊維の境界に接する粘弾性部材に意図的にせん断変形を生じさせることで、大きな制振性の向上が得られる。また、連続繊維の場合では制振性がほとんど得られない引っ張り圧縮変形においても、強化繊維を部分的に分割することにより繊維境界にせん断変形が生じるため大きな制振性が得られる。なお、上記粘弾性部材層3は必ずしも該管状積層構造体の全長にわたって存在しなくても良い。
By providing the viscoelastic member layer between the reinforcing fiber layers of the fiber reinforced plastic, the vibration damping property can be improved. In this case, when a bending moment acts on the fiber reinforced plastic member, shear stress is generated between the layers of the reinforcing fiber layer, so that vibration is effectively absorbed by the shear deformation of the interlayer viscoelastic member layer. The shear stress generated between the layers is maximum at the neutral surface of the bending deformation, and becomes zero at a position farthest from the neutral surface. In the case of a tubular laminated structure, since it has a hollow shape, the viscoelastic member layer has to be disposed at a position far from the neutral surface, and therefore a great improvement in vibration damping is obtained even if a viscoelastic member layer is provided between the layers. Is difficult. Therefore, a great improvement in vibration damping can be obtained by partially dividing the reinforcing fiber and intentionally causing shear deformation in the viscoelastic member in contact with the boundary of the fiber. Further, even in the case of tensile compression deformation in which vibration damping is hardly obtained in the case of continuous fibers, great vibration damping is obtained because shear deformation occurs at the fiber boundary by partially dividing the reinforcing fiber. The
前記強化繊維層は、管状積層構造体を成形自体が可能となるよう厚みが30mm以下であることが好ましい。厚みを30mm以上積層すると、管状積層構造体に加工するために適切な加圧・加熱を行えず、所望の管状積層構造体が成形できなくなるか、成形を複数回に分けて行わなくてはならない恐れがある。 The reinforcing fiber layer preferably has a thickness of 30 mm or less so that the tubular laminated structure can be molded. When a thickness of 30 mm or more is laminated, it is not possible to perform appropriate pressurization and heating for processing into a tubular laminated structure, and the desired tubular laminated structure cannot be formed, or molding must be performed in multiple steps. There is a fear.
該管状積層構造体における前記強化繊維層と前記粘弾性部材層の割合は積層数対比で、10:1以上10:7以下が好ましい。10:1を下回ると、制振性を得るための有効な強化繊維層を有した管状積層構造体を形成することが極めて困難となり、10:7を超えると、形成された管状積層構造体の剛性が著しく低下するおそれがある。 The ratio of the reinforcing fiber layer and the viscoelastic member layer in the tubular laminated structure is preferably 10: 1 or more and 10: 7 or less in terms of the number of laminated layers. When the ratio is less than 10: 1, it is extremely difficult to form a tubular laminated structure having an effective reinforcing fiber layer for obtaining vibration damping properties. There is a risk that the rigidity is significantly reduced.
また、部分的に不連続な強化繊維は、6〜500mmの長さであって、かつ管状積層構造体の全長の1/4を超えない長さであることが好ましい。管状積層構造体を構成する強化繊維層の強化繊維が6mmを下回る場合、形成された管状積層構造体の剛性が著しく低下するおそれがあり、500mmを超える場合、顕著な制振性を得ることが困難となる可能性があるとともに、管状積層構造体の全長の1/4を超える長さの強化繊維が一方向に引き揃えられた強化繊維層の場合は、制振性を得るための有効な強化繊維層を有した管状積層構造体を形成することが極めて困難となる。また、形成された管状積層構造体の著しい剛性低下のおそれがあるため、強化繊維層の強化繊維は、管状積層構造体の全長の1/200より長いことが好ましい。 Moreover, it is preferable that the partially discontinuous reinforcing fibers have a length of 6 to 500 mm and do not exceed 1/4 of the total length of the tubular laminated structure. If the reinforcing fiber of the reinforcing fiber layer constituting the tubular laminated structure is less than 6 mm, the rigidity of the formed tubular laminated structure may be remarkably reduced. If the reinforcing fiber layer exceeds 500 mm, a remarkable vibration damping property may be obtained. In the case of a reinforcing fiber layer in which reinforcing fibers having a length exceeding 1/4 of the total length of the tubular laminated structure are aligned in one direction, it is effective for obtaining damping properties. It becomes extremely difficult to form a tubular laminated structure having a reinforcing fiber layer. Moreover, since there exists a possibility of the remarkable rigidity fall of the formed tubular laminated structure, it is preferable that the reinforcing fiber of a reinforcing fiber layer is longer than 1/200 of the full length of a tubular laminated structure.
さらに、前記繊維強化プラスチックよりも損失係数が大きい粘弾性部材層3が、前記強化繊維層2、2’間のうち少なくとも1箇所の層間の一部に、前記強化繊維層2、2’を構成する強化繊維の末端部4の少なくとも一部と接するよう配置されていなければ、粘弾性部材層3に大きなせん断変形を生じさせることが非常に困難となる。
Furthermore, the
ここで損失係数とは、Tanδとも呼ばれ、引張、せん断、圧縮、または縦圧縮において測定した損失弾性率の貯蔵弾性率に対する比を意味し、JIS K6900(1994)による定義である。また、粘弾性とは、弾性固体と流動性の粘性流体の組合せであるかのように挙動する材料の時間、温度、荷重および荷重速度に依存する応力の応答を意味し、JIS K6900(1994)による定義である。 Here, the loss factor is also referred to as Tan δ, which means the ratio of the loss elastic modulus to the storage elastic modulus measured in tension, shear, compression, or longitudinal compression, and is defined by JIS K6900 (1994). Viscoelasticity means a response of stress depending on time, temperature, load and load speed of a material that behaves as if it is a combination of an elastic solid and a fluid viscous fluid. JIS K6900 (1994) Is defined by
前記粘弾性部材の損失係数としては、25℃において0.04〜10であることが好ましく、前記繊維強化プラスチックの損失係数としては、0.001〜0.005であることが好ましい。 The loss factor of the viscoelastic member is preferably 0.04 to 10 at 25 ° C., and the loss factor of the fiber reinforced plastic is preferably 0.001 to 0.005.
また、前記部分的に不連続な強化繊維が一方向に引き揃えられた強化繊維層2において、強化繊維の末端部4が、隣り合う強化繊維同士で連続的に配置された境界線状をなし、該境界線6の長さが、5〜100mmの範囲内であり、かつ管状積層構造体の最大外周長の1/3を超えないことが好ましい。
Further, in the reinforcing
前記境界線の長さが5mmを下回る場合、粘弾性部材層3に十分なせん断変形が生じにくくなり、顕著な制振性を得ることが困難となる可能性がある。また、100mmを超える場合、形成された管状積層構造体の剛性が著しく低下するおそれがあるとともに、管状積層構造体の最大外周長の1/3を超える長さの場合は、制振性を得るための有効な強化繊維層を有した管状積層構造体を形成することが極めて困難となる。ここで、外周長とは管状積層構造体の繊維長方向と直交する断面の周長を示している。
When the length of the boundary line is less than 5 mm, sufficient shear deformation does not easily occur in the
さらには、前記境界線が、生産性の観点から直線状をなすことが好ましい。また、境界線は、繊維長方向に対して、30°〜150°の範囲にあることが好ましい。前記境界線が、繊維長方向に対して30°未満もしくは150°を越える角度にある場合、一方向に引き揃えられた強化繊維と境界線とが平行に近くなり、強化繊維を不連続に分割した効果が小さくなるため、十分な制振性を得ることができない。 Furthermore, it is preferable that the boundary line is linear from the viewpoint of productivity. Moreover, it is preferable that a boundary line exists in the range of 30 degrees-150 degrees with respect to a fiber length direction. When the boundary line is at an angle of less than 30 ° or more than 150 ° with respect to the fiber length direction, the reinforcing fiber aligned in one direction and the boundary line are nearly parallel, and the reinforcing fiber is divided discontinuously. Therefore, sufficient vibration damping performance cannot be obtained.
さらに制振性の観点からは、境界線を繊維長方向と70°〜110°の範囲の角度にある直線状とするのが好ましい。例えば、好ましい一実施形態として、図4(a)のような繊維長方向と90°の角度にある強化繊維層が挙げられる。 Furthermore, from the viewpoint of vibration damping properties, it is preferable that the boundary line is linear with an angle in the range of 70 ° to 110 ° with the fiber length direction. For example, a preferred embodiment includes a reinforcing fiber layer at an angle of 90 ° with the fiber length direction as shown in FIG.
一般に、強化繊維樹脂成形体において、過大な荷重が加わったときに、連続的に並んだ強化繊維の境界から破壊する傾向がある。本発明の管状積層構造体を例えば片持ち梁として使用した場合、固定端付近において最大応力が発生するため、固定端近傍にある強化繊維の境界位置が破壊の起点となる可能性が高い。特に、強化繊維の境界線が、管状積層構造体の端部から同じ距離であって繊維長方向と90°の角度をなす位置に設けられた場合、応力が最大値をとる主応力面と強化繊維の境界線が一致するため、境界線端部から徐々に亀裂(強化繊維の断裂)が起こり、亀裂が進行すると強化繊維層全体が断裂する恐れが生じる。 In general, when an excessive load is applied to a reinforced fiber resin molded product, there is a tendency to break from the boundary of continuously reinforced fibers. When the tubular laminated structure of the present invention is used as a cantilever beam, for example, maximum stress is generated in the vicinity of the fixed end. Therefore, the boundary position of the reinforcing fiber in the vicinity of the fixed end is highly likely to be the starting point of fracture. In particular, when the boundary line of the reinforcing fiber is provided at a position that is the same distance from the end of the tubular laminated structure and forms an angle of 90 ° with the fiber length direction, the main stress surface where the stress becomes the maximum value and the reinforcement Since the boundary lines of the fibers coincide with each other, cracks (reinforcement of reinforcing fibers) gradually occur from the end portions of the boundary lines, and when the cracks progress, the entire reinforcing fiber layer may be torn.
そこで、管状積層構造体に強度を求める場合には、前記境界線を、繊維長方向と30°〜70°または110°〜150°の範囲の角度にある直線状とすることによって、境界線が70°〜110°の範囲の角度にある場合と比較して制振性の低下を十分小さく抑える一方で、主応力面と境界線にある程度角度をもたせることにより、強度低下を抑えることが可能である。例えば、好ましい一実施形態として、図4(c)のような繊維長方向と45°の角度にある強化繊維層が挙げられる。 Then, when calculating | requiring intensity | strength to a tubular laminated structure, the boundary line is made into the linear form which has an angle of the range of 30 degrees-70 degrees or 110 degrees-150 degrees with the fiber length direction, and a boundary line is set. Compared to the case where the angle is in the range of 70 ° to 110 °, the decrease in vibration damping is suppressed to a sufficiently small level, while the main stress surface and the boundary line are provided with a certain degree of angle, thereby suppressing the decrease in strength. is there. For example, as a preferred embodiment, there is a reinforcing fiber layer at an angle of 45 ° with the fiber length direction as shown in FIG.
本発明は特にこれに限定されるものではない。ここで、図4(a)の強化繊維層の配列に垂直な方向の断面が、図1である。さらに、図4(a)と図4(c)のように、異なる角度の境界線を有する強化繊維層を組み合わせることも好ましい。 The present invention is not particularly limited to this. Here, FIG. 1 shows a cross section in a direction perpendicular to the arrangement of the reinforcing fiber layers in FIG. Furthermore, as shown in FIGS. 4A and 4C, it is also preferable to combine reinforcing fiber layers having boundary lines with different angles.
ここで境界線の角度は、図4(c)で示したように、繊維長方向に対して反時計回りに測定したものである。なお、強化繊維層に表裏がない場合には、裏返すことで異なる境界線の角度を得ることができる(例えば60°と120°の場合等)。 Here, the angle of the boundary line is measured counterclockwise with respect to the fiber length direction as shown in FIG. In addition, when there is no front and back in a reinforcing fiber layer, the angle of a different boundary line can be obtained by turning over (for example, 60 degrees and 120 degrees, etc.).
そして、前記部分的に不連続な強化繊維が一方向に引き揃えられた強化繊維層において、管状積層構造体を強化繊維層の厚み方向に投影した際に、複数の強化繊維層の境界線同士が少なくとも1箇所は互いに重ならないように配置されていることが好ましい。例えば、一実施形態として、図4(a)に示した強化繊維層を図4(b)の強化繊維層に積層するなど、強化繊維層の厚み方向における境界線同士の位置関係において少なくとも1箇所は互いに重ならないように配置されることが好ましいが、本発明は特にこれに限定されるものではない。上述の強化繊維の条件あるいは強化繊維層の積層関係を満足しない管状積層構造体の場合、厚み方向に境界線が重なることになり、管状積層構造体の剛性と強度が著しく低下する可能性がある。また、図4(a)の強化繊維層に図4(c)の強化繊維層を積層し、強化繊維層の厚み方向における境界線同士の少なくとも1箇所は交差しないように配置されることも好ましい。繊維長方向に対する境界線の角度が異なる強化繊維層を重ねることにより、剛性の低下を抑え、一部の強化繊維層で境界線から亀裂が生じた場合であっても、角度の異なる強化繊維層によって強度を維持できることが可能になる。 In the reinforcing fiber layer in which the partially discontinuous reinforcing fibers are aligned in one direction, when the tubular laminated structure is projected in the thickness direction of the reinforcing fiber layer, the boundary lines of the plurality of reinforcing fiber layers are However, it is preferable that at least one portion is arranged so as not to overlap each other. For example, as one embodiment, at least one location in the positional relationship between the boundary lines in the thickness direction of the reinforcing fiber layer, such as laminating the reinforcing fiber layer shown in FIG. Are preferably arranged so as not to overlap each other, but the present invention is not particularly limited to this. In the case of a tubular laminated structure that does not satisfy the above-mentioned reinforcing fiber conditions or the lamination relationship of the reinforcing fiber layers, the boundary line overlaps in the thickness direction, and the rigidity and strength of the tubular laminated structure may be significantly reduced. . It is also preferable that the reinforcing fiber layer of FIG. 4 (c) is laminated on the reinforcing fiber layer of FIG. 4 (a) and arranged so that at least one of the boundary lines in the thickness direction of the reinforcing fiber layer does not intersect. . Reinforcement fiber layers with different angles even when some of the reinforcement fiber layers crack from the boundary line by overlapping reinforcement fiber layers with different boundary line angles with respect to the fiber length direction. It is possible to maintain strength.
なお、図4(a)〜(d)において、一つの境界線6の長さがスリット長であって、一つの境界線6と隣接する次の境界線6との長さが強化繊維層中の6〜500mmの範囲の長さであってかつ管状積層構造体の全長の1/4を超えない長さである。 4A to 4D, the length of one boundary line 6 is the slit length, and the length of one boundary line 6 and the next boundary line 6 adjacent thereto is in the reinforcing fiber layer. The length is in the range of 6 to 500 mm and does not exceed 1/4 of the total length of the tubular laminated structure.
また、図4(a)〜(d)のような表層および内層の強化繊維にスリット加工をして境界線を入れる方法としては、予め同じ大きさの短冊状にカットしたプリプレグに、それぞれ図4(a)〜(d)それぞれのバターンのスリット加工を施したプリプレグを、所望の構成に従って順次積層することによって得ることができる。ここで、スリット加工方法は特に限定されるものではなく、刃物が設定した軌跡を移動するカッティングプロッタ装置を使用したり、あらかじめ所定の間隔にスリット用の刃を複数配置した治具を作成してもよいし、強化繊維層を移動させながらパンチング等によってスリットを形成してもよい。 Moreover, as a method of slitting the reinforcing fibers of the surface layer and the inner layer as shown in FIGS. 4A to 4D to put a boundary line, prepregs that have been cut into strips of the same size in advance are shown in FIG. (A)-(d) It can obtain by laminating | stacking sequentially the prepreg which gave the slit process of each pattern according to a desired structure. Here, the slit machining method is not particularly limited, and a cutting plotter device that moves the trajectory set by the cutter is used, or a jig in which a plurality of slit blades are arranged in advance at a predetermined interval is created. Alternatively, the slit may be formed by punching or the like while moving the reinforcing fiber layer.
前記管状積層構造体の管の軸方向に直角な断面の外形形状は、矩形状であることが好ましい。同一重量の管状積層構造体の場合、矩形状が最も剛性に有利である。または、隣り合う辺と辺とが必ずしも角をなさず曲面を有した多角形状であってもよい。例えば、三角形の1つの角が丸みを帯びていてもよい。さらには、楕円を含む円形状であってもよい。他の部材と干渉し合うなどの外的要因によっては、剛性に不利な円形状の場合もあり得る。 The outer shape of the cross section perpendicular to the axial direction of the tube of the tubular laminated structure is preferably rectangular. In the case of a tubular laminated structure having the same weight, a rectangular shape is most advantageous for rigidity. Alternatively, adjacent sides may be polygonal shapes having curved surfaces that do not necessarily form corners. For example, one corner of the triangle may be rounded. Furthermore, a circular shape including an ellipse may be used. Depending on external factors such as interference with other members, there may be a circular shape that is disadvantageous in rigidity.
前記管状積層構造体は、管の軸方向に直角な断面の外周長が、管の軸方向に沿って滑らかに変化する領域を備えていてもよい。具体的には、管状積層構造体の一部が管の軸方向に沿ってテーパ形状を有していてもよい。被搬送体が収納されるカセッテの収容スペースによっては、同一断面形状を有した管状積層構造体ではカセッテの最奥まで挿入できないこともあり得る。 The tubular laminated structure may include a region in which an outer peripheral length of a cross section perpendicular to the axial direction of the tube changes smoothly along the axial direction of the tube. Specifically, a part of the tubular laminated structure may have a tapered shape along the axial direction of the tube. Depending on the accommodation space of the cassette in which the transported object is accommodated, it may not be possible to insert the tubular laminated structure having the same cross-sectional shape to the back of the cassette.
本発明の管状積層構造体の繊維強化プラスチック層における強化繊維全体の比率は、繊維強化プラスチック層100重量%中、10〜90重量%が好ましく、30〜90重量%がより好ましく、50〜90重量%の範囲がさらに好ましい。強化繊維の量が10重量%未満であると強化繊維の剛性が充分生かされないため好ましくなく、90重量%を超えると材料中にボイドなどの欠陥が発生しやすくなるため好ましくない。 The ratio of the whole reinforcing fiber in the fiber reinforced plastic layer of the tubular laminated structure of the present invention is preferably 10 to 90% by weight, more preferably 30 to 90% by weight, and more preferably 50 to 90% by weight in 100% by weight of the fiber reinforced plastic layer. % Range is more preferred. If the amount of the reinforcing fiber is less than 10% by weight, the rigidity of the reinforcing fiber is not sufficiently utilized, and if it exceeds 90% by weight, defects such as voids are likely to occur in the material.
また、前記管状積層構造体を構成する強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、有機高弾性率繊維(例えば、米国デュポン(株)社製のポリアラミド繊維“ケブラー”(登録商標))、アルミナ繊維、シリコンカーバイド繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維などの高強度、高弾性率繊維などが挙げられるが、高い剛性を持った管状積層構造体とするため、少なくとも50重量%以上が炭素繊維であることが好ましい。さらに、これらの繊維を単独あるいは2種類以上を組み合わせて用いることもでき、例えば目的に応じて、管状積層構造体を構成する強化繊維としてガラス繊維と炭素繊維を組み合わせて使用することもできる。 Further, as the reinforcing fiber constituting the tubular laminated structure, carbon fiber, glass fiber, organic high modulus fiber (for example, polyaramid fiber “Kevlar” (registered trademark) manufactured by DuPont, USA), alumina fiber , High strength and high modulus fibers such as silicon carbide fiber, boron fiber, silicon carbide fiber, etc. are mentioned, but in order to make a tubular laminated structure having high rigidity, at least 50% by weight or more is carbon fiber. Is preferred. Furthermore, these fibers can be used alone or in combination of two or more. For example, depending on the purpose, glass fibers and carbon fibers can be used in combination as reinforcing fibers constituting the tubular laminated structure.
また、繊維強化プラスチック層を構成するマトリックス樹脂としては、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂などが挙げられるが、高い剛性と強度を実現するには熱硬化性樹脂がより好ましい。例えば、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、シアネート樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂などの硬化物を挙げることができるが、特に接着性や機械特性に優れるエポキシ樹脂の使用が好ましい。 本発明に用いるエポキシ樹脂としては、分子中にエポキシ基を有するものであれば特に限定されず、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル系樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ジアリールスルホン型エポキシ樹脂、ヒドロキノン型エポキシ樹脂及びそれらの変性物などが挙げられ、これらを単独または複数組み合わせて用いることができる。 In addition, examples of the matrix resin constituting the fiber reinforced plastic layer include thermoplastic resins and thermosetting resins, but thermosetting resins are more preferable in order to achieve high rigidity and strength. Examples of thermosetting resins include cured products such as epoxy resins, vinyl ester resins, unsaturated polyester resins, diallyl phthalate resins, phenol resins, maleimide resins, cyanate resins, benzoxazine resins, and dicyclopentadiene resins. However, it is particularly preferable to use an epoxy resin that is excellent in adhesion and mechanical properties. The epoxy resin used in the present invention is not particularly limited as long as it has an epoxy group in the molecule. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin Bisphenol AD type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, glycidyl ester type resin, glycidyl amine type epoxy resin, heterocyclic epoxy resin, diaryl sulfone type epoxy resin, hydroquinone type epoxy resin And modified products thereof, and the like, and these can be used alone or in combination.
管状積層構造体を構成する繊維強化プラスチックよりも損失係数が大きい粘弾性部材層は、熱硬化性樹脂組成物や熱可塑性樹脂組成物などが考えられるが、一般的により大きい粘弾性を有する熱可塑性樹脂組成物であることが好ましい。ここで、熱可塑性樹脂組成物としては、熱可塑性ポリエーテルポリウレタン、ポリアミド樹脂、変性フェニレンエーテル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、液晶ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチルテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、HIPS樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、AAS樹脂などのスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂などのアクリル樹脂、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン樹脂、さらにはエチレン/プロピレン共重合体、エチレン/1‐ブテン共重合体、エチレン/プロピレン/ジエン共重合体、エチレン/一酸化炭素/ジエン共重合体、エチレン/(メタ)アクリル酸グリシジル、エチレン/酢酸ビニル/(メタ)アクリル酸グリシジル共重合体、ポリエーテルエステルエラストマー、ポリエーテルエーテルエラストマー、ポリエーテルエステルアミドエラストマー、ポリエステルアミドエラストマー、ポリエステルエステルエラストマーなどの各種エラストマー類などが挙げられるが、中でも特に25℃における損失係数が0.04〜10の範囲にあり、効果的に振動エネルギーを熱エネルギーに変換できる部材としては、フィルムを作製する際に延伸処理を施さない熱可塑性エラストマーフィルムである熱可塑性ポリエーテルポリウレタンフィルムが好適である。 The viscoelastic member layer having a larger loss factor than the fiber reinforced plastic constituting the tubular laminated structure may be a thermosetting resin composition or a thermoplastic resin composition, but generally has a higher viscoelasticity thermoplastic. A resin composition is preferred. Here, as the thermoplastic resin composition, polyester resins such as thermoplastic polyether polyurethane, polyamide resin, modified phenylene ether resin, polyacetal resin, polyphenylene sulfide resin, liquid crystal polyester, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycyclohexane dimethyl terephthalate, etc. , Polyarylate resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, HIPS resin, ABS resin, AES resin, styrene resin such as AAS resin, acrylic resin such as polymethyl methacrylate resin, polyolefin resin such as vinyl chloride, polyethylene, polypropylene, modified polyolefin Resin, ethylene / propylene copolymer, ethylene / 1-butene copolymer, ethylene / propylene / die Copolymer, ethylene / carbon monoxide / diene copolymer, ethylene / glycidyl (meth) acrylate, ethylene / vinyl acetate / glycidyl (meth) acrylate, polyether ester elastomer, polyether ether elastomer, poly Various elastomers such as ether ester amide elastomers, polyester amide elastomers, polyester ester elastomers and the like can be mentioned. Especially, the loss coefficient at 25 ° C. is in the range of 0.04 to 10, and vibration energy is effectively converted into thermal energy. As the member that can be converted, a thermoplastic polyether polyurethane film that is a thermoplastic elastomer film that is not subjected to stretching treatment when the film is produced is suitable.
管状積層構造体を構成する前記部分的に不連続な強化繊維が一方向に引き揃えられた強化繊維層は、管の軸方向への曲げ変形の中立面と平行でかつ部分的に不連続な強化繊維が一方向に引き揃えられた強化繊維層中に曲げ変形の中立面を含まないことを特徴とする管状積層構造体であってもよい。例えば、管の軸方向に直角な方向の断面の外形形状が矩形状である管状積層構造体の両側面を構成する強化繊維が、該管状積層構造体の全長にわたって連続した繊維であって、上下面を構成する強化繊維のみが不連続となるよう、前記境界線が配置された強化繊維層を配置した構造であってもよい。 The reinforcing fiber layer in which the partially discontinuous reinforcing fibers constituting the tubular laminated structure are aligned in one direction is parallel to the neutral plane of the bending deformation in the axial direction of the tube and partially discontinuous. It may be a tubular laminated structure characterized in that a reinforcing fiber layer in which various reinforcing fibers are aligned in one direction does not include a neutral surface of bending deformation. For example, the reinforcing fibers constituting both side surfaces of a tubular laminated structure whose outer shape in a direction perpendicular to the axial direction of the tube is rectangular are continuous fibers over the entire length of the tubular laminated structure, and The structure which arrange | positioned the reinforcement fiber layer by which the said boundary line was arrange | positioned so that only the reinforcement fiber which comprises a lower surface may become discontinuous may be sufficient.
ここで中立面とは、部材に曲げモーメントが作用したときに、伸びも縮みもしない面を意味する。 Here, the neutral surface means a surface that does not stretch or contract when a bending moment acts on the member.
上述の管状積層構造体は高い剛性を実現しながらも制振性に優れているので、例えば、被搬送体を片持ち支持で保持する構造として、搬送装置やロボットアームなどが好適と考えられるが、被搬送体を片持ち支持で保持する支持部品に特に限定されるものではない。 Since the above-mentioned tubular laminated structure is excellent in vibration damping properties while realizing high rigidity, for example, a transport device or a robot arm is considered suitable as a structure for holding a transported body with a cantilever support. The support member is not particularly limited to a support component that holds the transported body with cantilever support.
本発明にかかる実施例と比較例について、制振特性の比較試験を行ったので、以下にこの比較試験について説明する。
(1)評価法
管状積層構造体を片持ち支持として所定の振動を付与して振動特性、剛性、強度、重量を評価した。具体的には、図5に示すように、最大外周長が116.2mmの管状積層構造体を、電子ばかりで重量を計測し比較した。管状積層構造体の片端支持部を除いて長さ700mmとなるよう一端のみを拘束し、その他端を自由端として自由端近傍に1kgの重りを吊るした。重りを載せる前後で、自由端側の先端の高さをレーザー変位計で計測し、その差を重りによるたわみとして剛性を比較した。重りを除いたときの自由端の振幅をレーザー変位計7で読取った。読取った変位は、コンピュータのディスプレイ8に減衰波形として表示され、その波形から半減期を計算し、制振効果を比較した。なお、繊維強化プラスチックの損失係数は0.001である。さらに、管状積層体が破壊するまで、自由端近傍に1kgの重りを追加していき、破壊に至ったときの重りの合計重量を破壊荷重として強度を比較した。
(2)材料
実施例および比較例に用いた材料は以下の通りである。
Since a comparative test of damping characteristics was performed for the example and the comparative example according to the present invention, the comparative test will be described below.
(1) Evaluation method The tubular laminated structure was cantilevered to give predetermined vibrations and evaluated for vibration characteristics, rigidity, strength, and weight. Specifically, as shown in FIG. 5, the weights of tubular laminated structures having a maximum outer peripheral length of 116.2 mm were measured by using only electrons and compared. Only one end was constrained so as to have a length of 700 mm excluding the one end support portion of the tubular laminated structure, and a 1 kg weight was hung near the free end with the other end as a free end. Before and after placing the weight, the height of the tip on the free end side was measured with a laser displacement meter, and the difference was compared as the deflection due to the weight. The amplitude of the free end when the weight was removed was read with a laser displacement meter 7. The read displacement is displayed as a decay waveform on the display 8 of the computer, the half-life is calculated from the waveform, and the damping effect is compared. The loss factor of the fiber reinforced plastic is 0.001. Further, a weight of 1 kg was added in the vicinity of the free end until the tubular laminated body broke, and the strength was compared using the total weight of the weights when breaking as the breaking load.
(2) Material The material used for the Example and the comparative example is as follows.
・引張弾性率が230GPaの連続炭素繊維(東レ(株)製“トレカ”(登録商標)T700SC)を一方向にシート状に引き揃え、エポキシ樹脂を含浸した炭素繊維目付150g/m2、炭素繊維含有率67重量%のUDプリプレグ:P3052S−15(以下、本プリプレグをPPとする)を用意した。 Tensile aligned in sheet form continuous carbon fiber of elastic modulus 230 GPa (Toray Industries Co., Ltd. "Torayca" (registered trademark) T700SC) in one direction, the carbon fiber weight per unit area 150 g / m 2 impregnated with epoxy resin, carbon fiber A UD prepreg having a content of 67% by weight: P3052S-15 (hereinafter, this prepreg is referred to as PP) was prepared.
・また、本発明の条件を満たす前記プリプレグに配置される境界線は、図4(a)、図4(b)、図4(c) 、図4(d)に示される形態のものとし、具体的には前記プリプレグにスリット加工を施すことで得られた。ここで、図4(a)、図4(b)において、スリット加工により形成される境界線の長さは12.5mm、境界線によって形成される強化繊維の長さは25.4mmである。また、図4(c) 、図4(d)において、スリットは繊維方向(図の長手方向)に対して45°をなし、その境界線の長さは17.7mm、境界線によって形成される強化繊維の長さは25.4mmである。図4(d)の境界線は図4(c)に対して、繊維方向に沿って12.7mmずれた場所に位置している。 -Moreover, the boundary line arrange | positioned at the said prepreg which satisfy | fills the conditions of this invention shall be a thing shown in FIG.4 (a), FIG.4 (b), FIG.4 (c), FIG.4 (d), Specifically, it was obtained by slitting the prepreg. Here, in FIGS. 4A and 4B, the length of the boundary line formed by slit processing is 12.5 mm, and the length of the reinforcing fiber formed by the boundary line is 25.4 mm. 4 (c) and 4 (d), the slit forms 45 ° with respect to the fiber direction (longitudinal direction in the figure), and the length of the boundary line is 17.7 mm, which is formed by the boundary line. The length of the reinforcing fiber is 25.4 mm. The boundary line in FIG. 4D is located at a position shifted by 12.7 mm along the fiber direction with respect to FIG.
以下、図4(a)のスリットパターンを施したプリプレグをPP(1)、図4(b)のスリットパターンを施したプリプレグをPP(2)、図4(c)のスリットパターンを施したプリプレグをPP(3)、図4(d)のスリットパターンを施したプリプレグをPP(4)とする。これらのPPは裏返しても使用可能である。スリット加工は、刃物が設定した軌跡を移動するカッティングプロッタ装置を用いた。 Hereinafter, PP (1) is the prepreg having the slit pattern of FIG. 4A, PP (2) is the prepreg having the slit pattern of FIG. 4B, and prepreg having the slit pattern of FIG. Is PP (3), and the prepreg having the slit pattern shown in FIG. 4D is PP (4). These PPs can be used even when turned over. For the slit processing, a cutting plotter device that moves a trajectory set by the blade was used.
・熱可塑性ポリエーテルポリウレタンフィルムであるモビロン(登録商標):MF50T(日清紡績株式会社製)(以下、本モビロンをMとする)を粘弾性部材として用意した。損失係数は、0.043である。
(3)成形法
実施例および比較例に供した管状積層構造体は、後述する所定の積層構成にて0.3MPaの圧力で、135℃で2時間加熱して成形された。
-Mobilon (registered trademark): MF50T (manufactured by Nisshinbo Co., Ltd.) (hereinafter, Mobilon is referred to as M), which is a thermoplastic polyether polyurethane film, was prepared as a viscoelastic member. The loss factor is 0.043.
(3) Molding method The tubular laminated structures used in Examples and Comparative Examples were molded by heating at 135 ° C. for 2 hours at a pressure of 0.3 MPa in a predetermined laminated structure described later.
(実施例1)
PP(1)、PP(2)およびMを用いて、管状積層構造体内側から、[PP(2)3層/M1層/PP(1)2層/M1層/PP(2)2層/M1層/PP(1)3層]とする積層構成にて、管の軸方向に直角な断面の外形形状が矩形状となる管状積層構造体を成形した。
Example 1
Using PP (1), PP (2) and M, [PP (2) 3 layer / M1 layer / PP (1) 2 layer / M1 layer / PP (2) 2 layer / A tubular laminated structure in which the outer shape of the cross section perpendicular to the axial direction of the tube is a rectangular shape with a laminated configuration of M1 layer / PP (1) 3 layers] was formed.
(実施例2)
実施例1と同様の積層構成にて、管の軸方向に直角な断面の外形形状が矩形状であり、管の軸方向に沿って高さが滑らかに変化する形態となる管状積層構造体を成形した。
(Example 2)
A tubular laminated structure having the same laminating structure as that of the first embodiment, the outer shape of the cross section perpendicular to the axial direction of the tube is rectangular, and the height smoothly changes along the axial direction of the tube. Molded.
(実施例3)
PP(3)、PP(4)およびMを用いて、管状積層構造体内側から、[PP(3)3層/M1層/PP(4)2層/M1層/PP(3)2層/M1層/PP(4)3層]とする積層構成にて、管の軸方向に直角な断面の外形形状が矩形状となる管状積層構造体を成形した。
(Example 3)
Using PP (3), PP (4) and M, [PP (3) 3 layer / M1 layer / PP (4) 2 layer / M1 layer / PP (3) 2 layer / A tubular laminated structure in which the outer shape of the cross section perpendicular to the axial direction of the tube is rectangular is formed with a laminated structure of M1 layer / PP (4) 3 layer].
(実施例4)
PP(1)、PP(3)およびMを用いて、管状積層構造体内側から、[PP(1)3層/M1層/PP(3)2層/M1層/PP(1)2層/M1層/PP(3)3層]とする積層構成にて、管の軸方向に直角な断面の外形形状が矩形状となる管状積層構造体を成形した。
Example 4
Using PP (1), PP (3) and M, [PP (1) 3 layer / M1 layer / PP (3) 2 layer / M1 layer / PP (1) 2 layer / A tubular laminated structure in which the outer shape of the cross section perpendicular to the axial direction of the tube is a rectangular shape with a laminated structure of “M1 layer / PP (3) 3 layer]” was formed.
(比較例1)
PPのみを用いて、管状積層構造体内側から、[PP10層]とする積層構成にて、管の軸方向に直角な断面の外形形状が矩形状となる管状積層構造体を成形した。
(Comparative Example 1)
Using only PP, a tubular laminated structure in which the outer shape of the cross section perpendicular to the axial direction of the tube is rectangular is formed from the inner side of the tubular laminated structure with a [PP10 layer] laminated structure.
(比較例2)
PP(1)およびPP(2)を用いて、管状積層構造体内側から、[PP(2)3層/PP(1)2層/PP(2)2層/PP(1)3層]とする積層構成にて、管の軸方向に直角な断面の外形形状が矩形状となる管状積層構造体を成形した。
(Comparative Example 2)
[PP (2) 3 layer / PP (1) 2 layer / PP (2) 2 layer / PP (1) 3 layer] from the inside of the tubular laminated structure using PP (1) and PP (2) In the laminated configuration, a tubular laminated structure in which the outer shape of the cross section perpendicular to the axial direction of the tube is rectangular is formed.
(比較例3)
PPとMを用いて、管状積層構造体内側から、[PP3層/M1層/PP2層/M1層/PP2層/M1層/PP3層]とする積層構成にて、管の軸方向に直角な断面の外形形状が矩形状となる管状積層構造体を成形した。
(Comparative Example 3)
Using PP and M, from the inside of the tubular laminate structure, [PP3 layer / M1 layer / PP2 layer / M1 layer / PP2 layer / M1 layer / PP3 layer] in a laminated configuration perpendicular to the axial direction of the tube A tubular laminated structure having a rectangular cross-sectional outer shape was formed.
(比較例4)
スリットの角度が25°(裏返して使用した場合には155°)である以外は、実施例3と同様の積層構成にて、管の軸方向に直角な断面の外形形状が矩形状となる管状積層構造体を成形した。なお、境界線の長さは29.6mmであった。
(Comparative Example 4)
Except for the angle of the slit being 25 ° (155 ° when used upside down), a tubular structure in which the outer shape of the cross section perpendicular to the axial direction of the tube is rectangular in the same laminated configuration as in Example 3. A laminated structure was formed. The length of the boundary line was 29.6 mm.
図6に、横軸が時間、縦軸が振幅を表す実施例1の得られた振動減衰波形を示す。また図7に、横軸が時間、縦軸が振幅を表す比較例1の得られた振動減衰波形を示す。両図の比較から、本発明による管状積層構造体の振動特性が顕著に向上することが明らかである。
各実施例および各比較例の評価試験結果をまとめて表1に示す。
FIG. 6 shows a vibration attenuation waveform obtained in Example 1 in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents amplitude. FIG. 7 shows a vibration attenuation waveform obtained in Comparative Example 1 in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents amplitude. From the comparison of both figures, it is clear that the vibration characteristics of the tubular laminated structure according to the present invention are remarkably improved.
Table 1 summarizes the evaluation test results of each example and each comparative example.
評価結果から、スリット加工を施していないPPを用いた比較例1や比較例3に対して、スリット加工を施した実施例1〜4は、剛性や強度はほぼ同程度を維持しながら、半減期を少なくとも約20%以上低減させることが可能となった。 From the evaluation results, in comparison with Comparative Examples 1 and 3 using PP that has not been subjected to slit processing, Examples 1 to 4 subjected to slit processing are halved while maintaining substantially the same rigidity and strength. The period can be reduced by at least about 20%.
以上より、本発明にかかる制振性管状積層構造体は、プリプレグにスリット加工を施し、かつ繊維強化プラスチック層間に粘弾性部材を配置することによって、曲げ変形の中立面に最も大きく生じるせん断応力を、中立面から離れた場所でも大きく発現可能にしたため、効果的に制振性を発揮できた。これにより、従来技術による代表的な繊維強化プラスチックで構成された管状積層構造体と同等に軽量かつ高剛性で、さらには高い制振性を有する管状積層構造体を提供することができ、液晶表示装置や半導体製造工程などにおいて、液晶基板や透明ガラス基板などの基板を搬送する際に用いられるロボットや搬送装置の一部として用いた場合、生産能力に大きく貢献できる。 As described above, the vibration-damping tubular laminated structure according to the present invention has the shear stress that is generated most in the neutral plane of bending deformation by slitting the prepreg and arranging the viscoelastic member between the fiber reinforced plastic layers. Can be greatly expressed even at a location away from the neutral plane, so that it was possible to effectively exhibit vibration damping. As a result, it is possible to provide a tubular laminated structure that is as light and rigid as a typical tubular laminated structure made of fiber-reinforced plastic according to the prior art, and that has high vibration damping properties, and a liquid crystal display. When used as a part of a robot or a transport device used for transporting a substrate such as a liquid crystal substrate or a transparent glass substrate in an apparatus or a semiconductor manufacturing process, it can greatly contribute to production capacity.
1:繊維強化プラスチック
2、2’:強化繊維層
3:粘弾性部材層
4:強化繊維の末端部
5:強化繊維
6:境界線
7:レーザー変位計
8:コンピュータのディスプレイ
1: Fiber reinforced
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008070950A JP5012602B2 (en) | 2007-03-20 | 2008-03-19 | Tubular laminated structure |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007072395 | 2007-03-20 | ||
| JP2007072395 | 2007-03-20 | ||
| JP2008070950A JP5012602B2 (en) | 2007-03-20 | 2008-03-19 | Tubular laminated structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008260278A JP2008260278A (en) | 2008-10-30 |
| JP5012602B2 true JP5012602B2 (en) | 2012-08-29 |
Family
ID=39983123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008070950A Expired - Fee Related JP5012602B2 (en) | 2007-03-20 | 2008-03-19 | Tubular laminated structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5012602B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101307627B1 (en) * | 2009-01-27 | 2013-09-12 | 제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사 | Conveyance member made of cfrp and robot hand employing the same |
| JP2014226892A (en) * | 2013-05-24 | 2014-12-08 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | Molded pipe |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH085080B2 (en) * | 1987-04-27 | 1996-01-24 | 三井東圧化学株式会社 | Method for producing fiber-reinforced thermoplastics |
| JPH02169633A (en) * | 1988-12-22 | 1990-06-29 | Nec Corp | Fiber-reinforced composite material |
| JPH0558395A (en) * | 1991-08-31 | 1993-03-09 | Nec Corp | Thrust tube |
| JP4339083B2 (en) * | 2003-11-18 | 2009-10-07 | 敏夫 谷本 | Damping industrial beam structural members |
| JP4980712B2 (en) * | 2004-04-20 | 2012-07-18 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | Robot hand member, manufacturing method thereof, and robot hand |
-
2008
- 2008-03-19 JP JP2008070950A patent/JP5012602B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008260278A (en) | 2008-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI468272B (en) | Cfrp-based conveyance member and robot hand using same | |
| EP2674265A1 (en) | Shaped pipe body | |
| JP4980712B2 (en) | Robot hand member, manufacturing method thereof, and robot hand | |
| JP2008279590A (en) | Robot hand for transfer | |
| EP3357681A1 (en) | Fiber-reinforced sheet and structure | |
| KR20230131473A (en) | Composites and Structures | |
| KR101307627B1 (en) | Conveyance member made of cfrp and robot hand employing the same | |
| JP5012602B2 (en) | Tubular laminated structure | |
| JP2012162062A (en) | Carbon fiber-reinforced plastic molding | |
| CN103287005B (en) | Mechanical hand framework and mechanical hand | |
| KR101696180B1 (en) | Support bar and substrate containing cassette | |
| JP6490413B2 (en) | Fiber reinforced composite shaft | |
| JP2012161886A (en) | Shaped pipe body | |
| JP2008207522A (en) | Support bar made of carbon fiber reinforced plastic and molding method thereof | |
| JP2012161885A (en) | Shaped pipe body | |
| JP2009078422A (en) | Damping fiber reinforced composite material | |
| JP5665573B2 (en) | Fiber-reinforced plastic plate and method for manufacturing the same | |
| KR20140138032A (en) | Pipe molded body | |
| JPH0740488A (en) | Fiber reinforced resin tubular body | |
| KR100760168B1 (en) | Transport member | |
| US20240300211A1 (en) | Laminated composite component | |
| JP2007083388A (en) | Robot hand fork and robot hand | |
| JPWO2019131893A1 (en) | Manufacturing methods for composite materials, laminated structures, aircraft wings and composite materials | |
| JPH11354607A (en) | Hand for transfer device | |
| JP2020049701A (en) | Cylindrical body and method for manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110310 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120502 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120508 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120521 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150615 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150615 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |